Заботливые мамочки круглых червей Caenorhabditis elegans настраивают своих детишек на суровую реальность еще до зaчaтия!
Если стрессировать нематоду, например, повышением температуры (а оно может оказаться для червя фатальным), ее нейроны начинают вырабатывать серотонин, который запускает экспрессию определенных генов в пoлoвыx железах, в результате в яйцeклeткax активируются другие гены, которые будут защищать потомство после oплoдoтвoрeния.
Исследователи из Айовского университета (США) сравнили вылупляемость яиц и выживаемость личинок у мамашек, которые передавали серотониновый сигнал себе в яйца и, наоборот, которые не могли этого делать из-за нарушения этой сигнальной системы по причине отключения производства ключевого фермента. У первых более 90% эмбрионов в конечном счете стали взрослыми червяками в условиях теплового стресса, а вот у вторых — лишь половина.
«Стрессировать мамульку не всегда негоже: это ведь готовит ее отпрысков к будущему», — говорит биолог Вина Прахлад, руководитель исследования. Сигнал из нервной системы матери передается через яйцеклетки ее детям, и они рождаются сразу стрессоустойчивыми и компетентными в вопросах потепления.
У млекопитающих работает та же стрессовая сигнальная система: серотонин запускает выработку транскрипционного фактора HSF1 (белок теплового шока), который в свою очередь запускает производство гистонного шаперона FACT, который в свою очередь меняет структуру хроматина (вещества хромосом) в яйцеклетке, удаляя гистоны с нитей ДНК, и тем самым инициирует экспрессию защитных генов. Эту реакцию теплового шока айовские биологи наблюдали у мышей, после того как впрыснули в ее нейроны серотонин.
Защитные белки чинят поврежденные белки или уничтожают их, поскольку для клетки они токсичны. А значит, серотонин можно в теории использовать как активатор клеточной защиты при возрастных заболеваниях, таких как деменция, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Теперь Вина Прахлад и ее команда собираются проверить, получится ли предотвратить деменцию у мышей, если впрыснуть в них побольше серотонина. Только нужно вычислить правильную дозировку и режим впрыскивания. И стоит учитывать, что в случае успеха мыши этих экспериментов никогда не забудут — и не простят...
_________
Текст: Виктор Ковылин. Научная статья: eLife (Das et al., 2020).
Почитайте также о червях, которые «обкуривают» хозяев эндоканнабиноидами, чтобы ослабить защиту от внедрения.